全国化工大赛-恒逸石化杯-上海石化年产23万吨醋酸乙烯项目4-创新性说明书.doc

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“东华科技—

“东华科技—恒逸石化杯”

第十三届全国大学生化工设计竞赛

上海石化股份有限公司

23万吨/年醋酸乙烯酯项目

创新性说明书

孤芳酯赏团队

孤芳酯赏团队

赵伟峰李春洁张海龙于彭易峰

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概述 1

第一章清洁生产技术创新 2

1.1废气处理 2

1.2废水处理 2

1.3废渣处理 2

第二章精馏技术创新 3

第三章控制与安全 4

第四章换热网络优化与能量节约 5

第五章智能制造 7

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概述

对于化工这一传统制造业，资源和环境约束不断强化，主要依靠资源要素投入、规模扩张的粗放发展模式已经难以为继，唯有遵循《中国制造2025》指出的方针，坚持绿色发展，以创新驱动，加强节能环保技术、工艺、装备推广应用，全面推行清洁生产，发展循环经济，提高资源回收利用效率，构建绿色制造体系，走生态文明的发展道路，才能实现我国化学工业的转型升级，为所有其他产业的进步、为我国的科技、经济和社会发展提供必需的物质基础。在这一基础上，我们对上海石化23万吨/年醋酸乙烯（VAM）项目进行了相应的创新。

第一章清洁生产技术创新

1.1废气处理

反应器出口气体不仅是醋酸乙烯，同时含有48.9%未反应的原料气、5.8%二氧化碳、564ppm乙醛等工业气体。未反应的原料气及二氧化碳经醋酸酸洗塔后通入脱碳单元，脱碳后的原料气回流至反应器。二氧化碳经过热钾碱工艺吸收后再生，随着少量烃类进入催化氧化反应器，最终得到纯度较高的二氧化碳气体。乙醛会最终从隔壁塔顶随着醋酸甲酯采出，送往相关处理站进行处理。

1.2废水处理

本工艺有两股废水产生，其中废水中一股为分相罐采出的水，水中含有少量二氧化碳，可作为脱碳工段中水洗塔的水源。另一股废水则为脱碳工段排出的废水，该废水含有28.2%的醋酸，输送给污水处理站处理后回用用作厂区其他基本用水。

1.3废渣处理

本工艺废渣的主要来源是催化剂，工艺过程中用到的催化剂是CTV-Ⅲ型催化剂。主要成分为Pd、Au、醋酸钾、球形硅胶，送回原厂家进行处理。

第二章精馏技术创新

在醋酸乙烯精制工段，本项目没有使用传统的双塔精馏来除去粗醋酸乙烯中的轻、重杂质而是使用隔壁精馏塔，隔壁塔由两个塔体（一个主塔和一个副塔）以及一个全凝器、一个再沸器组成。隔壁精馏塔模拟流程图如下。

图1隔壁精馏塔模型

分别对双塔体系和隔壁精馏塔计算进行了比较，经计算得隔壁塔的引用在能耗方面节约了641.328kW，节能约30.3%。该技术不仅能在能耗方面进行优化，侧线能采出纯度99.9%的醋酸乙烯的同时塔釜液为含有少量醋酸乙酯的醋酸乙烯，纯度亦可达99%，在产品的采出方面有了较大提升，减少了产品的损失。

第三章控制与安全

随着世界工业生产模式的变革，“工业4.0”正逐渐从设想变为现实，“工业4.0”的三大主体中很重要的两个部分是“智能工厂”和“智能生产”，正是基于这种信息化设计理念，本项目设计了高度自动化的控制方案和紧急情况处理系统。

目前的工业自动控制系统主要有DCS（集散式控制系统）、PLC（可编程逻辑控制系统）、FCS（现场总线控制系统）三种。本项目采用DCS（集散式控制系统），系统的设计采用合适的冗余配置，具有高度的可靠性。系统的参数、报警、自诊断及其他管理功能高度集中在CRT上显示和在打印机上打印，控制系统在功能和物理上真正分散，实现了对本项目设备的完全监控。

依据危险与可操作性分析方法(HAZOP,HazardandOperabilityAnalysis)，本项目从系统的角度出发对醋酸乙烯生产装置中潜在的危险进行预先的识别、分析和评价，识别出生产装置设计及操作和维修过程中存在的危险源，并提出改进意见和建议，以提高装置工艺过程的安全性和可操作性，为将来制定基本防灾措施和应急预案提供依据。

本项目在采用DCS控制系统基础上，还增加了紧急停车系统（ESD,EmergencyShutdownDevice）。ESD紧急停车系统按照安全独立原则，独立于DCS集散控制系统，其安全级别高于DCS。在正常情况下，ESD系统是处于静态的，不需要人为干预。作为安全保护系统，凌驾于生产过程控制之上，实时在线监测装置的安全性。只有当生产装置出现紧急情况时，不需要经过